脳卒中サバイバーと健康な成人のステッピングパフォーマンスに対する脳刺激の影響 (Gait)

この研究は、テキサス女性大学 (TWU) のヒューストン キャンパスで実施され、2 つのフェーズで構成されます。 試験に登録した後、参加者は第 I 相試験のみに参加するか、第 I 相試験と第 II 相試験の両方に参加するかを選択できます。

フェーズ I スタディ - 参加者は、1 ～ 14 日間隔で 2 回の訪問を完了するよう求められます。 すべてのテストを完了するには、合計で約 6.5 時間かかります (1 回目の訪問で 3.5 時間、2 回目の訪問で 3 時間、2 回の訪問)。 参加者は、テストのために半袖の T シャツ、短パン、スニーカーを着用する必要があります。 最初の訪問時に、調査官は神経系がどの程度うまく機能しているか、および個人がどれだけうまく歩いているかを測定します (詳細は以下を参照)。 参加者が以前に脳卒中を起こしたことがある場合、最初の訪問時に、調査員は参加者が足の感覚、バランス、および運動反応が良好であることを確認するためにいくつかのテストを行います. すべての検査が良好であれば、参加者は自分の病歴について尋ねるフォームに記入します。 参加者が脳卒中を起こしていない場合、研究者は参加者に健康上の問題がないことを確認するためにいくつかの質問をします.

次に、調査員は参加者に各訪問で脚の動きのタスクを学ぶように依頼します。 このタスクは、コンピューター カーソルを制御して、開始位置からコンピューター モニターに表示されている 3 つのターゲットのいずれかに移動することです。 参加者は、カーソルをターゲットの 1 つに誘導するために、足を前後左右に動かす必要があります。 タスク自体は、ハンド マウスによって実行される日常のコンピューター タスクに似ています。 1 回の訪問で、一連の脚到達タスクを完了するのに合計で約 45 分かかります。 テスト中、必要に応じて 1 分間の休憩が数回提供されます。 参加者は、同じタスクを繰り返すために、1 ～ 14 日後に 2 回目の訪問に戻るよう求められます。 練習を通して、参加者は足を使ってカーソルを制御する方法を学びます。 そのため、研究者は 2 回の訪問で学習能力を比較して、時間の経過に伴う学習能力の変化を最もよく示すことができます。

調査員はまた、参加者が皮膚脳刺激でこの運動能力をより速く習得できるかどうかも知りたいと考えています. 参加者は、脚のスキルの学習中に 20 分間、脳に弱い電気刺激を受けます。 調査官が使用した脳刺激装置は、TV/雑誌で見られる市販製品に似ており、「経皮的電気神経刺激」と呼ばれ、痛みの緩和と筋肉の刺激のために電極によって電流が供給されます。 この研究では、2 つの電極 (1 つは頭皮の上部に配置され、もう 1 つは額に配置) が 20 分間微弱な電流を供給します。 研究者は現在の強度を非常に低いレベルに設定しているため、筋肉のけいれんは発生せず、参加者は最初の 10 秒間はチクチクする感覚をほとんど感じない場合があります。 ほとんどの場合、参加者は刺激に慣れ、残りのセッションで刺激を感じなくなります。

第 II 相試験 - この試験は、第 I 相試験の拡張版です。 参加者は、4週間にわたって脳刺激と組み合わせた運動トレーニングの12回の訪問を完了するように求められます. すべてのトレーニング セッションを完了するには、合計で約 18 時間かかります (各訪問に 1.5 時間/合計 12 回の訪問のトレーニング)。 参加者は、トレーニングのために半袖の T シャツ、短パン、スニーカーを着用する必要があります。 4 週間のトレーニングの前後に、研究者は神経系がどれだけうまく機能しているか、参加者がどれだけうまく歩いているかを測定します (詳細は以下を参照)。 4 週間のトレーニングが完了してから 1 週間後、参加者は同じテストを繰り返すために戻ってくるよう求められます。 研究者は、4 週間のトレーニングの前後、およびトレーニング完了後 1 週間での学習能力と運動機能の変化を比較して、学習能力と運動機能の経時的な永続的な変化を最もよく示します。

各訪問中に、研究者は参加者にフェーズ I 研究と同じ脚の動きのタスクを学習し続けるように依頼します。 捜査官はまた、参加者に同様の脚のタスクを学習するように依頼し、立っている間にステッピング タスクを呼び出します。 このステップ タスクは、フェーズ I 研究の脚タスクに非常に似ていますが、優れた立位バランスを必要とするより高度なタスクです。 タスクは、足に取り付けられたコンピューター化されたマーカーを制御し、コンピューター カーソルを開始位置からコンピューター モニターに表示された 3 つのターゲットの 1 つに移動することです。 参加者は、カーソルをターゲットの 1 つに誘導するために、前方、右、または左に足を踏み入れる必要があります。 タスク自体は、歩行中の足踏み動作に似ています。 1 回の訪問で、座っているときと立っているときの 2 セットの脚のタスク トレーニングを完了するのに、合計で約 1.5 時間かかります。 フェーズ I 研究 (上記参照) で使用されたものと同じ脳刺激が、運動トレーニングの途中で提供されます。 トレーニング中は、必要に応じて 1 分間の休憩が数回与えられます。 参加者は、12 のトレーニング セッションを完了するために、週に 3 回、4 週間研究室に来るように求められます。

結果の測定 - 脳活動の測定のために、研究者は片足のふくらはぎの筋肉に記録電極を置きます。 5 つの低強度の脳刺激が頭皮に送られ、運動反応が引き起こされます。 ほとんどの場合、参加者は刺激による単一の筋肉のけいれんを感じます。 データ収集が完了するまでに合計 10 分かかります。 神経活動の測定のために、研究者は片足のふくらはぎの筋肉に記録電極を置きます。 低強度の電気刺激が膝の後ろの神経に送られ、運動反応が引き起こされます。 一連の小さな腱振動刺激は、神経の感度を決定するために電気刺激中に配信されます。 ほとんどの場合、参加者は刺激された領域に何も感じないか、軽いチクチクする感覚しか感じません。 データ収集が完了するまでに合計 40 分かかります。 テスト中、必要に応じて 1 分間の休憩が数回提供されます。 歩行の測定では、研究者は両足に粘着性のあるマーカーを付け、参加者に 10 メートルの歩道を通常通り 5 回の試行で歩くように依頼します。 データ収集が完了するまで、合計で約 30 分かかります。 テスト中、必要に応じて 1 分間の休憩が数回提供されます。 足踏み反応時間テストでは、被験者はフォースプレートの上に立ち、脚の後部に電気刺激が伝わるとすぐに、床にマークされたターゲットに足を踏み入れるように指示されます。 データ収集を完了するには、合計で約 40 分かかります。 テスト中、必要に応じて 1 分間の休憩が数回提供されます。